黄瓜生物技术育种研究及应用
获 奖 者:陈劲枫 陈学好 娄群峰 李季 徐强 钱春桃 郑子松 齐晓花
获奖单位:南京农业大学 扬州大学 江苏省农业科学院
成果简介:
黄瓜是重要的蔬菜作物,我国黄瓜年产量达4800万吨,产值达94.4亿美元,均居世界第一。江苏省的黄瓜栽培面积达100万亩,是我省最主要的蔬菜作物之一,但现有主栽品种普遍存在抗病性较差,单性结实性弱等问题,而常规育种周期偏长,严重限制了黄瓜品种改良效率。本项目在国家“973”和“863”计划等资助下,致力于我国黄瓜资源的深度发掘,以及高效育种生物技术的研究开发,从单倍体/双单倍体培养,种质的鉴定筛选与创制,抗病和品质优异基因发掘,分子标记辅助育种体系建立等方面取得了突破性进展,为提高黄瓜育种效率做出了重要贡献。
1、开发了包括小孢子培养,花药培养,辐射花粉授粉,未授粉子房培养和单性结实子房培养等多途径的黄瓜单倍体/双单倍体生产技术,有效解决基因型反应问题,可将黄瓜纯系获得的年限缩短至1-2年内。获得专利1项,发表相关论文5篇,其中SCI论文2篇。
2、选育了一批导入了黄瓜抗白粉病染色体片段的育种材料,采用简化基因组测序技术开发了黄瓜白粉病抗病基因的分子育种标记;建立了相应的分子标记辅助育种体系,育成抗白粉病黄瓜新品种4个,极大缩短了黄瓜抗白粉病品种的育成周期。相关成果发表在 PLANT SCIENCE 等期刊上,共计15篇,获得新品种保护4个。
3、对黄瓜栽培种(Cucumis sativus L.)及我国特有黄瓜变种西双版纳黄瓜(Cucumis sativus L. var. xishuangbannanesis Qi et Yuan )等资源进行鉴定筛选,通过种内杂交,变种间杂交等途径获得具有强雌单性结实,橙色果肉,多心室果实,植株矮壮,等优异性状的育种材料60份;利用先进的黄瓜基因组重测序,等技术,完成了相关QTL分子标记开发,建立了相应的分子标记辅助育种体系。相关成果发表在 PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 和 Theor Appl Genet 等期刊上,共计25篇,获授权新品种保护1个,发明专利1项。
4、针对江苏省黄瓜设施栽培生产缺乏适应江苏气候环境特点和消费习惯,进行新品种产业化开发,建立新品种示范基地11个,示范推广面积25200亩,与同类栽培品种相比,亩增效益950元以上。本项目成果已获所授权发明专利2项;获授权新品种保护5个;发表论文40篇,其中SCI论文15篇,累计被引60次,他引40次。
我国大豆育成品种抗SMV株系的动态监测和抗性育种
获 奖 者:智海剑 盖钧镒 李凯 王大刚 何艳琴 杨华 邱家驯 杨永庆 喻德跃
获奖单位:南京农业大学
成果简介:
大豆花叶病毒(SMV)严重影响大豆产量和品质,导致减产约15%,严重时绝产,是江苏大豆产量徘徊不前的重要因素,抗病育种是控制危害最经济,有效的手段。本成果立足江苏,辐射全国;完善全国SMV株系鉴定体系,明确各地区株系组成和优势株系并监测其动态变化,监测品种的抗性动态;发掘和创新抗性种质,阐明抗性机制,定位和挖掘抗性基因;育成抗病品种,服务江苏大豆生产。本成果系统,创新,独特,实用,国际领先。
1、全国及江苏SMV动态监测发现5个新株系,建成全国SMV株系鉴定体系,明确各地区优势株系,发现重组型新病毒。
(1)在以往对江苏及周边地区SMV株系鉴定基础上,将监测地区扩大到全国24省,新采病样3520个,经分离鉴定,发现5个新株系,将中国SMV株系扩大到22个,最终形成一个覆盖全国的SMV株系鉴定体系,成为支撑全国SMV研究的基础。
(2)发现江苏原有株系Sa和Sc已近消失,目前优势株系为SC18,SC10, SC11和SC7。黄淮地区SC18比率上升,东北株系结构发生变化,确定SC3,SC7,SC15 ,SC18等8个株系为不同生态区优势株系,是抗病育种主攻对象。
(3)发现SC10是菜豆普通花叶病毒(BCMV)与大豆花叶病毒基因组重组形成的SMV新类型,主要分布在江苏,安徽等南方地区。
2、建立定性和定量结合的品种抗性鉴定方法和标准,监测育成品种抗性动态发现感病品种大幅下降,服务全国及江苏等8省大豆品种区试抗性鉴定和抗病品种选育。
(1)建立定性,定量结合的抗性鉴定方法和6级标准,主持全国大豆品种区试及江苏等8省大豆品种区试抗性鉴定,累计鉴定品种5200多个。发现我国大豆品种抗性明显增强,感病品种从高峰时期平均40%降到2012年的8%。
(2)发现江苏徐州,山东济南,山西汾阳等黄淮地区的品种抗性较强,抗性来源于徐豆1号,齐黄1号,诱变30等抗源。南方鲜食大豆抗性较差,提出必须加强鲜食大豆抗病育种。
3、发掘出针对新鉴定体系各株系的优异抗源,揭示抗性遗传规律,精细定位抗性基因,标记辅助选择聚合抗性基因,创造兼抗20个株系的新种质,为制定抗SMV育种策略提供了的依据。
(1)从5200个品种中发掘出对各株系的优异抗源,省内外单位利用它选育出“徐豆14”等16个品种。
(2)明确对不同株系的抗性由不同单显性基因控制,将15个抗性基因定位在4条染色体上,精细定位8个抗性基因。
(3)获得单个标记选择效率88%以上,双标记选择效率100%的高效分子标记;利用标记辅助选择聚合齐黄1号,科丰1号和大白麻3条染色体上的抗性基因,创造出5个兼抗20个株系的新种质。
4、常规杂交育种和分子标记辅助选择相结合,育成9个抗病,高产,优质,专用大豆品种,服务江苏大豆生产。杂交育种和分子标记辅助选择相结合,育成南农99-6等9个抗病,高产,高蛋白,毛豆,黑大豆,出口等不同类型大豆品种,满足了对不同品种的需求。
成果的应用与推广:
(1)为国家和江苏等8省5200个区试品种提供抗性鉴定。57个成为主栽品种,推广5462.7 万亩,经济效益36.1亿元。
(2)育成9个抗病品种,推广400多万亩,效益4.1亿元。
(3)SMV 株系和抗源被32个单位应用,育成16个抗病品种。
(4)保存全部SMV株系的分离物,为23个研究机构提供病毒材料,支撑其开展相关的研究。
(5)发表论文48篇,其中SCI论文20篇,被引178次,他引74次。
(6)培养博士后,博士,硕士24 人,在14省做相关培训,培养了一批SMV研究人员。